• 主动脉瓣重建手术越来越多应用于主动脉瓣反流和/或主动脉瘤的患者，手术的成功取决于与否能恢复正常瓣膜和根部的形态结构。

• 3D超声心动图是一种强大的成像工具，它可以客观地描述不同形式的主动脉瓣及根部的异常，是主动脉瓣/根部复合体修复成功的预测因子。

• 通过3D超声心动图对主动脉根部系统性地分析，可以正确制定主动脉瓣反流和主动脉瓣/根部异常患者的手术策略。

• 通过进一步对主动脉根部复合体的图像优化和自动量化，将有助于超声心动图对该复合体的动态分析。

主动脉根部头端止于STJ（窦管交界处），尾端为基底环，如图1和视频（1和2）所示。这个所谓的基底环不是真正意义上的解剖环，而是呈冠状结构瓣叶的连线。从几何和功能上的角度来看，尾端的最佳定义应是虚拟基底环（即瓣叶最低点所在的平面），在本文中被称为“主动脉瓣环”或“基底环”，它呈圆形或椭圆形，在收缩期和舒张期的形态各不相同。

图1 为主动脉瓣的解剖。

视频1

视频2

正常主动脉瓣（AV）和主动脉根部的草图：（A）长轴（LAX）视图；（B）短轴（SAX）视图；（C）3D视图。收缩期（D：SAX；E：LAX）和舒张期（F：SAX；G：LAX）主动脉瓣和主动脉根部复合体的三维经食道超声心动图图示（参见视频1（SAX）和视频2（LAX））。白色箭头标记了各距离参数及结构的命名。（LCA-左冠状动脉；LCC-左冠状瓣；LVOT：左室流出道；NCC：无冠瓣；RCA：右冠状动脉；RCC：右冠瓣；TAA：管状升主动脉；ST junction:窦管交界；VA junction：左室-主动脉交界）

主动脉瓣以弯曲的方式附着于主动脉根部，两个小叶间相结合。正常的结合水平达STJ平面。心室-主动脉交界处是心室结构向主动脉壁的过渡。正常的AV由三个尺寸相似的瓣叶组合而成，冠脉开口一般低于窦管结合平面。舒张期环平面与各瓣叶附着点之间的高度称为“有效高度（eH）”，舒张期各瓣叶弯曲部分距离窦最低点的之间的长度称为“几何高度（gH）”。

插图为术前应用3D技术分析主动脉瓣和主动脉根复合体

AV和主动脉根部的草图如图（A）长轴（LAX）视图；（B）短轴（SAX）视图；（C）3D视图。对比2D超声心动图，3D更能客观准确地评估心室-主动脉交界处（VAJ）、主动脉窦管交界处（STJ）的直径以及每个瓣叶的有效高度（eH）和几何高度（gH）等参数。G到I显示了VAJ的各截面示例图。黄色线显示左冠瓣与右冠瓣之间的eH，蓝色线显示前两者的对合长度，红色显示右冠瓣的gH。

超声心动图评估AV和主动脉根部的优势在于是在动态血压状态下实时记录的。AV的功能可以通过剖面图、LVOT和TAA视图实时记录。相比之下，外科医生只能从升主动脉看到且在只能在非加压状态下评估AV和主动脉根部的几何形态。由于心脏停跳液对心肌结构大小有影响，所以超声心动图更适用于测量基底环和主动脉根部的最佳尺寸，以减少AV修复的术后并发症。

在临床实践中，传统的2D TTE和2D TEE在胸骨旁长轴和短轴视图用于评估AV和主动脉根部的解剖结构。这种2D方法的主要问题是由于截面的倾斜从而低估主动脉根复合体的尺寸和高估主动脉壁的厚度。LVOT、主动脉根部和 TAA 通常无法在一个位于中心的长轴视图中显示。如图 1所示，3D超声心动图对 AV 和主动脉根的3D数据集进行后处理，可用准确的剖面来精确评估解剖结构，提供精确和正确的测量结果，如图2（视频3、4、5、6和7）和图3所示，以及视频8和视频9。3D经胸或3D经食管超声心动图开始采集时，通常会在采集 3D 体积之前以双平面模式调整深度、仰角和方位平面。强烈建议以多拍方式获取3D完整体积，以优化空间和时间分辨率。使用3D超声心动图在收缩中期确定这些参数的最大距离。主动脉环通常在收缩期呈圆形，而在舒张期更呈椭圆形。一般来说，建议在短轴视图中记录 LVOT和AV 环的椭圆形状，在长轴和短轴视图中记录 AV环和主动脉根部的尺寸，以及舒张末期的对合长度。

图2 通过3D超声心动图评估主动脉根部直径

视频3

视频4

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视频6

视频7

左室流出道（LVOT）（ A、F、K和P；视频 3）、左室-主动脉交界（VAJ）（B、G、L和Q；视频 4）的短轴视图， Valsalva 窦（C、H、M 和 R；视频 5）、窦管交界（STJ）（D、I、N和S；视频 6）和管状升主动脉 (TAA)（E、J, O和T ; 视频 7 )。第一个系列（A 到 E）显示主动脉根部的横向长轴视图，用白色箭头标记垂直于截断的短轴平面。第二个系列（F 到 J）显示相应的短轴视图。第三个系列（l 到 O）显示了相应的主动脉根部水平垂直长轴视图。第四个系列（P 到 T）显示对应的三维正面视图与血流的对比。星号标记了短轴视图中相应结构的中心。

图3 三维经食管超声心动图数据集中在心室-主动脉交界处调整的图示

视频8

视频9

收缩期主动脉瓣的正面视图（A；视频 8）（B 中的黄色箭头）。每个瓣叶中心线都标有白线。每个瓣叶的最低点位于各自的心室-主动脉 (VA) 交界处。收缩期VA交界处的正面视图（C；视频9） （D 中的黄色箭头）。E和H中的短轴视图表示 VA 交界处的截面，其中标有右冠状瓣 (RCC) 和无冠瓣(NCC) (E)以及 RCC 和左冠瓣的中心线(H)。相应的长轴视图记录了 RCC 的最低点（右箭头）和 NCC 与 LCC 之间的结合处（右箭头）(F)。G中的截面记录了 NCC 的最低点（右箭头）和 LCC 与 RCC 之间的结合处（右箭头）。I中的水平截面记录了 LCC 的最低点（右箭头）和 NCC 与 RCC 之间的结合处（右箭头）。

表1 2D和3D超声心动图确定的解剖结构和参数的插图以及超声心动图技术优缺点的评论

2D = 二维；3D = 三维；CL = 接合长度；eH = 有效高度；LCA =左冠状动脉；LCC = 左冠瓣；LD = 小叶深度；LH = 小叶高度；LL = 小叶长度；LVOT = 左心室流出道；NCC = 无冠瓣；PV =肺动脉瓣；RCA =右冠状动脉；RCC = 右冠瓣；RVOT = 右心室流出道；STJ = 窦管交界处；TAA = 管状升主动脉；TEE = 经食管超声心动图；TV =三尖瓣；VA = 心室-主动脉。

如表 1所示，瓣叶的形态和大小必须在舒张期确定。瓣叶形态结构、接合长度、eH和gH必须在舒张期使用通过 3D 数据集中后处理的特定截面来确定，如图4、5、6和表1所示。如图所示，可以使用靠近的2个瓣叶之间中心点的截面，通过右冠瓣和无冠瓣之间的3个接合长度、无冠瓣与左冠瓣以及左、右冠瓣瓣尖的接合长度来准确评估接合位置。同样的方式，eH应由3个eH 描述（图 4，视频 10和11，表 1）。使用 2D 超声心动图无法正确测量 gH，因为评估需要与瓣膜中心部分正交的平面（图 5，视频 12和13）。只能使用 3D 超声心动图正确对齐每个瓣叶的这些截面（图 6，视频11）。对于二叶瓣和四叶瓣AV患者，接合长度和 eH 必须垂直于 AV 中心点附近的接合处确定（中央插图），并且 gH 必须在垂直于每个尖瓣中心部分的截面上测量（中央插图）。

图 4 接合长度和有效高度的评估图示

应在正常三叶主动脉瓣（A；视频 10）各个瓣尖之间进行测量，瓣尖位于调整截面中每个合缝的内部三分之一处。通过主动脉瓣中心的正交截面（视频 11）必须调整为垂直于2个相应瓣尖之间的接合处。五冠瓣 (NCC) 和左冠瓣 (LCC) 之间的接合长度 (CL) 和有效高度 (eH) （B 到 D），LCC 和右冠瓣（RCC）之间的CL和 eH （E 到 G )、NCC 和 RCC 之间的 CL 和 eH （H 到 K）。

图 5 瓣叶尖端与心室-动脉壁交点的图示

瓣叶尖端与心室-主动脉交界处的交叉点示意图(A)以及二维 (2D) 经胸超声心动图 (TTE)（B 和 C，F 和 G示意图和视频 12）和二维经食管超声心动图 (TEE) （D 和 E，H 和 I示意图和视频 13）。

图6 几何高度的评估示意图

应分别在正常三尖瓣主动脉瓣（A；视频 10）的每个瓣緣的中央截面处进行测量。右冠瓣(RCC) 的几何高度 (gH)（B 到 D；视频 11）、左冠瓣（LCC）的gH（E 到 G）和无冠瓣（NCC）的gH（H 到 K )。

视频10

视频11

视频12

视频13

三维超声心动图可以客观地表征与基底环平面平行的瓣叶高度，明确瓣叶数量，必须区分单叶瓣、二叶瓣、三叶瓣（正常）和四叶瓣，如表 1所示。

如果 2D 和 3D 超声心动图的图像质量不够清晰，心脏磁共振成像和计算机断层扫描等替代和附加模式应补充对 AV 和主动脉根复合体的评估。

关于保留 AV 手术的意义，必须使用2D和3D超声心动图系统地评估 AV 和主动脉根部的形态和功能。表 1显示了 3D 超声心动图与 2D 超声心动图相比的优势。瓣叶的形态学变化，例如钙化、脱垂、因多余组织引起的隆起和穿孔是重要的，且会影响到外科医生的策略。如果AV功能正常，则瓣叶在舒张期进入LVOT是因为多余瓣叶组织的结果。随着AR的发生，舒张期瓣叶游离缘突入 LVOT定义为瓣叶脱垂。脱垂通常被认为是瓣緣对合错位，导致 AV 关闭时游离瓣尖边缘向 LVOT 偏转，随后出现 AR。连枷样运动由 AV 长轴视图中记录的瓣叶完全脱入来描述（表 1）。如果主动脉瓣的游离缘由于不同原因被拉伸或受限，则应描述栓系导致的瓣膜功能不全（表 1）。主要由纤维化、钙化和瓣叶穿孔引起的瓣叶挛缩也会导致瓣叶功能异常。连合、中央连合点和连合间距离的附着、对齐和融合应根据手术治疗选择确定（表 1)。在舒张期使用短轴切面确定的附加参数已被描述，例如小叶面积，即在短轴切面中确定的每个小叶面积；小叶高度，在短轴视图中确定的瓣緣接合中心点与主动脉根部之间的最大距离；小叶长度，使用小叶高度和小叶深度计算。

AR 可能由 AV 本身、主动脉根部或两者的组合异常引起。反流束形态受瓣叶形态的影响。主动脉瓣环扩张或主动脉根部扩大会导致瓣叶闭合不全，主要发生在AV中心，伴有中央性反流束形成。瓣叶脱垂和连枷主要导致偏心性主动脉反流束。穿孔和压痕通常会导致不对称的喷射反流束。应通过反流分数定量确定 AR 严重程度或半定量参数（例如，有效返流口面积）。基底环扩张常见于显著的 AR。在流行病学上，AR 最常见的原因是主动脉扩张。STJ 扩张似乎是导致反流的主要因素。窦部的单独扩张是否会导致反流尚不清楚。患者可能表现出超过5cm的窦部直径而没有明显的AR。应使用3D TEE在收缩中期测量LVOT、心室-主动脉交界处、SoV、STJ 和近端TAA的最大直径（表1）。孤立性AV重建的手术策略取决于对 AR 患者主动脉根部的准确和客观的超声心动图评估，通过 3D 超声心动图进行标准化。主动脉根部的正常大小的特征是 STJ 的直径比基底环的直径大15% 到 20%。具有正常主动脉瓣叶的主动脉根部扩大通常通过 STJ消失和 SoV 直接过渡到近端 TAA、STJ与心室-主动脉交界处的比率>1.5以及瓣叶隆起的接合高度>11mm来记录。可以考虑使用 3D 超声心动图进行旋转和平移运动来对主动脉根部进行可靠的测量。心动周期中的主动脉环偏移约为 13±2 mm，有助于有效的心输出量。此外，二尖瓣和主动脉环之间的角度在收缩期和舒张期之间发生变化。

导致 AR 的根本机制与扩张无关，必须在解剖学上与 AV 对合相联系，这在主动脉夹层 中很典型。由于瓣叶受限，主动脉根部的不对称会导致对合错位和瓣叶分离。AR 的第二个组成部分是瓣叶疾病，主要是瓣叶受限、挛缩或脱垂。限制可能是由瓣叶组织收缩或钙化引起的（表1）。瓣叶脱垂通常由粘液变性引起, 由穿孔引起或瓣叶冗长。

对于严重 AR 和主动脉根部显显著扩张的患者，如果可能的情况下，建议进行手术修复。AV 可修复性严格取决于瓣叶形态和主动脉根部尺寸。在中央性AR 和非钙化瓣叶的患者中，通常可以通过减小主动脉根部尺寸（保留 AV 的根部置换技术）来恢复足够的 AV 功能。在具有偏心性AR形态的患者中，瓣叶组织的数量决定了可修复性的选择。三维超声心动图，尤其是 TEE，可以通过在3D 数据集中进行后处理来测量具有定义截面的所有 AV 和主动脉根部结构。因此，可以准确评估所有瓣叶的背部、游离边缘和接合处，如表 1所示。在手术干预之前分析AV 和主动脉根的形态和功能是至关重要的，因为主动脉根部尺寸的正常和瓣叶形态结构的恢复是成功修复 AV 的先决条件。eH与瓣叶尺寸和形态保持恒定的关系。手术使eH大于8 mm较符合正常AV功能要求。对于 AV 修复后的正常 AV 功能，正常数量的瓣叶组织是gH 特征的重要先决条件。基底环和根部尺寸必须通过 AV 修复与舒张期假定的 AV 完全接合相关进行标准化，这可以通过基底环的最佳目标尺寸、接合长度和治疗后的eH 来评估。因此，重要的是评估eH以及主动脉根部的直径，以评估手术后立即修复AV的有效性。在瓣叶脱垂中，瓣叶组织突出到 LVOT 的程度用于脱垂的量化。瓣叶之间的正常接合由正eH 记录，而瓣叶向基底环突出进入LVOT 由负eH 记录。

在瓣叶修复前，通过确定连合间距离、连合方向、瓣叶插入长度、瓣叶组织数量和游离缘长度来评估瓣叶的形态和几何形状，对于估计 AV 修复后的术后状态至关重要。主动脉根部尺寸会影响尖瓣叶几何形状，应将其标准化，目标是 STJ 直径与 AV 交界处直径之间的比率 >1.2。与 2D 超声心动图相比，3D 超声心动图在 3D 数据集中代表性截面的最佳排列方面可以显著提高术前和术后测量的准确性。预期的最佳术后结果应由无残余反流或无显著开放受限且无扩张的升主动脉的柔软性瓣膜来记录。因此，一些特征应该在手术后再次通过 3D 超声心动图进行分析。瓣尖接合水平应高于主动脉瓣环；如果接合发生在瓣环下方，则 AR 复发的风险>70%。接合高度应> 9 毫米并到达 SoV 的中间。在残留 AR 的患者中，瓣尖并列的长度应小于4 mm，以避免在随访中发生复发性严重的 AR（30% 至 40%）。如果AV 修复减少了瓣膜口面积，则平均主动脉压力梯度>15mmHg与发生主动脉瓣狭窄的风险增加相关。如果由于上述标准导致修复效果不理想，则复查或更换瓣膜的决定取决于 AR的机制、瓣膜组织的质量和其他患者风险因素，如高龄、合并症和左心室功能。

AV和主动脉根的超声心动图测量结果在很大程度上取决于心动周期的时间点。LVOT、AV 环、SoV、STJ和 TAA 的最大前后径在收缩期和舒张期之间明显不同。这些尺寸在收缩期比舒张期大，尤其是在主动脉根部顺应性正常的年轻患者中。这些维度对于 AV重建的决策很重要。鉴于这些考虑，我们坚信 AV的测量应该在收缩中期进行。此外，使用 3D TTE时主动脉外壁的空间分辨率可能会受到限制。由于主动脉内外壁的良好分界，尤其是使用 3D TEE，我们认为在使用 3D 超声心动图时，I-I的测量优于前缘到前缘测量。最后，由于上述原因，2D TEE 的低估是不可避免的。因此，通过使用 3D 数据集中后处理的标准化截面，可以最好地通过在收缩中期进行I-I 测量来正确确定这些重要的直径。瓣叶形态和几何形状的测量，尤其是 CL、eH 和 gH，必须在舒张期进行。表1突出显示了根据我们的经验得出的与AV-主动脉根部复合体相关且必须评估的所有结果和参数。

三维超声心动图是用于AV 修复和保留患者手术的最好的成像技术。在非标准化、倾斜的截面产生误导性测量使得二维 TTE 和 2D TEE 不如 3D 超声心动图。三维超声心动图应包括 AV 形态、主动脉根部尺寸和 AR 严重程度的分析。应使用3D TTE 和 3D TEE 的系统方法描述瓣叶形态和结合以及接合长度、eH和gH参数的测量。使用 3D 超声心动图进行完整而简明的分析，可以为患有AR和 AV、主动脉根部异常的患者做出正确的决策和制定外科手术计划。可以假定的主动脉根部复合体的自动量化将有助于将来对主动脉根部复合体的动态分析。

参考文献：

参考文献：

Andreas Hagendorff, Arturo Evangelista, Wolfgang Fehske,et al.Improvement in the Assessment of Aortic Valve and Aortic Aneurysm Repair by 3-Dimensional Echocardiography.JACC Cardiovasc Imaging, 2019 ,12(11):2225-2244.